[發明專利]一種主通路串聯固態開關的混合式開關

有效

• 申請號: 201711007348.3
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107896102B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 屈魯;曾嶸;余占清;黃瑜瓏;魏天予;陳政宇;張翔宇;楊超;姚大偉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H02J9/06
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖;吳鑫

1.一種主通路串聯固態開關的混合式開關電路，其特征在于，

所述混合式開關電路包括，機械開關支路、主固態開關支路、和能量吸收支路，所述機械開關支路、所述主固態開關支路、和所述能量吸收支路并聯連接；其中，

主固態開關支路包括多個串聯的固態開關；

機械開關支路包括機械開關和固態開關，所述固態開關作為輔固態開關；

所述固態開關包括電力電子開關/二極管反并聯電路和電容，所述電力電子開關/二極管反并聯電路與所述電容并聯；其中，

所述固態開關包括第一可控晶閘管/二極管反并聯電路、第二可控晶閘管/二極管反并聯電路、第三可控晶閘管/二極管反并聯電路、第四可控晶閘管/二極管反并聯電路；

第一可控晶閘管/二極管反并聯電路與第二可控晶閘管/二極管反并聯電路串聯連接形成第一串聯電路，第三可控晶閘管/二極管反并聯電路與第四可控晶閘管/二極管反并聯電路串聯連接形成第二串聯電路，所述第一串聯電路和第二串聯電路均與一個電容并聯；

所述混合式開關電路用于控制分閘過程：控制所述主固態開關支路中的固態開關導通，并斷開機械開關支路中的固態開關，從而強制電流由機械開關支路轉移至主固態開關支路；在完成電流轉移時，控制所述機械開關支路的所述機械開關斷開，所述機械開關過零熄弧，在所述機械開關分閘運動到觸頭間隙能夠承受相應的瞬態恢復電壓時，控制主固態開關支路中的固態開關關斷，此時線路能量由MOV吸收，主切換開關電流下降至零；

所述混合式開關電路用于控制合閘過程：控制主固態開關支路中的固態開關導通，控制所述機械開關支路中的所述機械開關合閘，控制所述機械開關支路中的固態開關導通。

2.根據權利要求1所述的混合式開關電路，其特征在于，

所述電力電子開關包括但不限于晶閘管、IGBT或IGCT。

3.根據權利要求1所述的混合式開關電路，其特征在于，

所述能量吸收支路包括避雷器。

4.一種開關電路控制方法，應用于權利要求1-3任一所述的主通路串聯固態開關的混合式開關電路，其特征在于，

控制主固態開關支路導通，機械開關支路中的固態開關斷開；

控制機械開關支路中的機械開關斷開，控制主固態開關支路斷開；

基于主通路串聯固態開關的混合式開關電路的分閘控制過程如下：控制所述主固態開關支路中的固態開關導通，并斷開機械開關支路中的固態開關，從而強制電流由機械開關支路轉移至主固態開關支路；在完成電流轉移時，控制所述機械開關支路的所述機械開關斷開，所述機械開關過零熄弧，在所述機械開關分閘運動到觸頭間隙能夠承受相應的瞬態恢復電壓時，控制主固態開關支路中的固態開關關斷，此時線路能量由MOV吸收，主切換開關電流下降至零。

5.根據權利要求4所述的開關電路控制方法，其特征在于，

在所述機械開關支路中的所述機械開關的觸頭間隙能夠承受瞬態恢復電壓時，控制所述主固態開關支路斷開。

6.一種開關電路控制方法，應用于權利要求1-3任一所述的主通路串聯固態開關的混合式開關電路，其特征在于，

控制所述主固態開關支路導通；

控制所述機械開關支路的機械開關閉合，控制所述機械開關支路的固態開關導通；

控制所述主固態開關支路斷開。

7.一種自動切換開關裝置，其特征在于，所述自動切換開關裝置包括主切換開關部件和備切換開關部件，其中，

所述主切換開關部件包括三個如權利要求1-3任一所述的主通路串聯固態開關的混合式開關電路，分別用于三相電的A相、B相、C相支路中；

所述備切換開關部件包括三個如權利要求1-3任一所述的主通路串聯固態開關的混合式開關電路，分別用于三相電的A相、B相、C相支路中。